金平電站堆石壩瀝青混凝土心墻施工質(zhì)量控制要點

王騰飛 左鳳霞 朱金成

金平電站堆石壩瀝青混凝土心墻施工質(zhì)量控制要點

王騰飛 左鳳霞 朱金成

金平水電站大壩設(shè)計結(jié)構(gòu)為瀝青混凝土心墻堆石壩，在施工過程中如何保證瀝青混凝土心墻施工質(zhì)量成為堆石壩施工的重點，因此，控制好瀝青混凝土施工的各個環(huán)節(jié)也就成為保證瀝青混凝土心墻質(zhì)量的關(guān)鍵，主要是針對瀝青混凝土心墻施工過程質(zhì)量控制要點進行闡述。

瀝青混凝土心墻 拌制 運輸 鋪筑 碾壓

金平水電站大壩為瀝青混凝土堆石壩，瀝青混凝土心墻為直線形，頂部高程3 092.30 m，頂寬0.5 m，向下逐漸加厚，最大底寬為2.3 m。瀝青心墻底部和岸坡設(shè)墊座，墊座下設(shè)厚1.2 m的全封閉混凝土防滲墻，嵌入基巖1.0 m，最大深度80.0 m?；炷练罎B墻墻頂與鋼筋混凝土墊座之間采用柔性連接，鋼筋混凝土墊座與瀝青混凝土心墻之間采用剛性連接。心墻與混凝土之間設(shè)銅止水防滲。

1 堆石壩瀝青混凝土心墻主要控制要點

在瀝青混凝土心墻施工過程中主要控制要點是：（1）瀝青心墻與普通混凝土面連接；（2）瀝青混凝土配合比；（3）瀝青混凝土原材料控制；（4）瀝青混凝土拌制與運輸；（5）瀝青混凝土層面接合；（6）瀝青混凝土鋪料與碾壓；（7）冬雨季施工保證；（8）瀝青混凝土取樣試驗。

2 瀝青心墻與混凝土面連接

堆石壩瀝青心墻底部及兩側(cè)位置均由混凝土連接，連接質(zhì)量直接關(guān)系到瀝青心墻防滲質(zhì)量。為保證連接質(zhì)量，施工前需要對混凝土面進行打毛（或鑿毛），保證混凝土表面粗糙、平坦、干燥和潔凈，處理混凝土表面要盡量防止鑿出小深坑，防止涂冷底子油時造成瀝青淤積，使冷底子油干燥時間延長和影響瀝青中的汽油揮發(fā)，影響混凝土表面粘接強度；施工中嚴禁混凝土表面有乳皮、浮塵和潮濕（明水），混凝土表面嚴禁露出尖骨料，避免降低瀝青與混凝土的粘結(jié)力。如果表面有凹坑突角，要進行處理或修整；銅止水焊接和埋設(shè)位置一定準(zhǔn)確。

心墻與底板、墊座基面之間先噴冷底子油，涂抹時要均勻、無空白、無團塊和色澤要一致，最好是淺褐色，分2～3次進行涂刷，涂量約0.2 kg/m2，待冷底子油干涸后（一般不小于12 h），再鋪設(shè)瀝青砂漿；瀝青砂漿涂抹厚度一般為1.5 cm（一般為1～2 cm），涂抹后表面要無鼓泡、無流淌、平整光順。

3 瀝青混凝土配合比

推薦的瀝青混凝土心墻配合比見表1，后經(jīng)過現(xiàn)場多組對比試驗并經(jīng)生產(chǎn)性試驗，最終確定的瀝青混凝土施工配合比，詳見表2、3。

在施工過程中，每次開盤前瀝青混凝土配合比均經(jīng)過監(jiān)理工程師審批，并對現(xiàn)場各種原材料進行篩分試驗，根據(jù)試驗結(jié)果對瀝青混凝土配合比進行微調(diào)，確保瀝青混凝土配合比的準(zhǔn)確性、科學(xué)性和嚴謹性。

表1 推薦瀝青混凝土配合比%

表2 摻天然砂瀝青混凝土配合比 %

表3 不摻天然砂瀝青混凝土配合比 %

4 瀝青混凝土原材料控制

瀝青混凝土粗骨料采用現(xiàn)場砂石骨料加工廠生產(chǎn)專用骨料，細骨料采用砂石骨料加工廠生產(chǎn)人工砂和當(dāng)?shù)厣a(chǎn)河砂，填料采用“鎮(zhèn)旺牌”白色礦粉，瀝青采用新疆克拉瑪依中石化“東海牌”70#水工瀝青。各種結(jié)果見表4～6。為保證瀝青混凝土質(zhì)量首先要保證原材料質(zhì)量合格，施工時每次開盤前先對骨料、填料進行檢測；瀝青原材料實行每車次檢測，檢測合格后再卸車。

5 瀝青混凝土拌制與運輸

表4 粗骨料檢測結(jié)果（粒徑2.36～19 mm）%

表5 細骨料檢測結(jié)果（粒徑2.36～0.075 mm）

表6 水工瀝青鑒定結(jié)果

5.1 瀝青混凝土拌制

瀝青混凝土拌和設(shè)備采用固定間歇式瀝青拌和站。間歇式瀝青拌和站的工作原理是連續(xù)進行骨料烘干，再由振動篩進行二次篩分，電子計量。各種材料的計量和拌和是按周期（45 s）進行的。控制骨料、瀝青、礦粉、添加劑的計量精度是瀝青混合料成分質(zhì)量的保證。該工程瀝青攪拌計量精度采用動態(tài)計量精度，因故停機時間超過30 min時，就將機內(nèi)瀝青混合料及時清理干凈；對瀝青溫度應(yīng)隨時檢測，并控制在150～170℃；對骨料每天至少試驗1次，溫度從執(zhí)料中隨時檢測，并控制在170～190℃；機口溫度控制在150～165℃，每盤出料均進行測溫。

5.2 瀝青混凝土運輸

瀝青混合料運輸采用5～8 t封閉式專用運輸車，現(xiàn)場采用保溫儲罐儲存，保溫時間24 h內(nèi)每4 h溫度降低不超過1℃，盡量避免溫度損失，現(xiàn)場抽取試樣，測試頻率為每5～10 min 1次；還要進行瀝青混合料的抽提試驗，誤差控制在±0.3%，防止瀝青混合料在運輸過程中出現(xiàn)離析和分層，在轉(zhuǎn)運或卸料時出口處瀝青混合料自由落差應(yīng)小于1.5 m。

6 瀝青混凝土鋪料與碾壓

6.1 模板

模板采用30 cm高、2 m長、4 mm厚鋼模板；瀝青混合料攤鋪前按攤鋪機的鋼模寬度調(diào)整好，鋼模要牢固、拼接嚴密、尺寸準(zhǔn)確、拆卸方便，鋼模定位后中心線距心墻設(shè)計中心線偏差應(yīng)小于±5 mm。

施工時，模板內(nèi)壁采用脫模劑或輕柴油進行脫模處理，脫模劑按火堿∶硬酸∶滑石粉∶水（80℃）為1∶20∶330∶400比例進行配制，為防止瀝青混凝土心墻污染，盡量減少脫模劑用量，優(yōu)先采用物理方法脫模。

6.2 瀝青混合料攤鋪

采用專用攤鋪機和人工輔助攤鋪，攤鋪速度通過現(xiàn)場試驗確定。過渡料鋪筑時要先用防雨布或其他材料遮蓋心墻表面，防止砂石、塵土等雜物落入倉內(nèi)。心墻兩側(cè)的過渡料要同時填筑、碾壓，靠近模板部位作業(yè)時要特別注意，防止模板走樣、移位，距模板20～30 cm的過渡料先不碾壓，待模板拆除后與心墻瀝青混合料同時碾壓。心墻松鋪厚度采用30 cm；連續(xù)鋪筑2層及以上瀝青混凝土?xí)r，下層溫度要降至90℃以下時方可攤鋪上層瀝青混合料，瀝青混凝土每天鋪筑層數(shù)控制在1～3層。鋪筑瀝青混合料時發(fā)現(xiàn)花白料或攪拌不均勻料，要及時清除。

6.3 瀝青混合料碾壓

碾壓設(shè)備采用RWYL51C型1.7 t振動碾碾壓瀝青心墻，采用3 t振動碾碾壓過渡料，瀝青混合料與過渡料碾壓宜先過渡料后瀝青混合料，瀝青混合料先采用無振碾壓再進行振碾，碾壓速度控制在20～30 m/min，前后交接處重疊碾壓300～500 mm，碾壓時禁止急剎車或跨心墻行走；碾壓時嚴格控制碾壓溫度，初碾溫度控制在145～155℃，終碾溫度控制在120～130℃。第1層碾壓順序為（鋪筑基礎(chǔ)為原做生產(chǎn)性碾壓試驗的硬基礎(chǔ)上）：靜碾過渡料1遍→靜碾瀝青混合料2遍→動碾過渡料3遍→動碾瀝青混合料10遍→動碾過渡料3遍，最后用1.5 t振動碾在瀝青心墻靜碾1遍收光，過渡料用3.0 t振動碾靜碾1遍壓平過渡料與心墻接觸部位；第2層碾壓（基面為瀝青混凝土）順序為：過渡料靜碾1遍→瀝青混合料靜碾2遍→動碾過渡料3遍→動碾瀝青混合料12遍→動碾過渡料3遍，最后用1.5 t振動碾在瀝青心墻靜碾1遍收光，過渡料用3.0 t振動碾靜碾1遍壓平過渡料與心墻接觸部位，碾壓過渡料時振動碾離心墻邊緣5～10 cm。

6.4 瀝青混合碾壓注意事項

（1）因間隔時間較長溫度損失過大混合料要清除且不能對下層瀝青混凝土擾動，碾輪寬度小于心墻寬度時宜采用貼縫碾壓，大于心墻寬度時要采用單邊騎縫碾壓。碾輪大于心墻時過渡料要用苫布進行覆蓋，防止碾輪被污染。

（2）瀝青混合料碾壓時采用錯縫碾壓方式，即每次錯位50%（半碾寬），做到表面平整無錯臺。

（3）防止過碾或欠碾，過碾將會造成表面游離瀝青析出，使瀝青混凝土上部2～5 cm表層瀝青含量及細骨料增加，容重偏低，下部瀝青混凝土粗骨料集中，孔隙率增加，影響瀝青混凝土防滲性；欠碾會造成瀝青混凝土密實性不夠，孔隙率增加，容重降低，影響瀝青混凝土性能。

（4）設(shè)備碾壓不到的邊角位置，采用人工輔助夯實或采用小型沖擊電夯（或蛙夯）輔助夯實。

（5）碾壓過程中要定期向碾輪噴適量水，防止瀝青混合料粘輪，碾輪上的粘附料要及時清除，防止出現(xiàn)“陷碾”。

（6）碾壓過程中嚴禁涂刷柴油，因為柴油不易揮發(fā)，與瀝青混凝土混合后嚴重影響瀝青混凝土強度、抗劈裂等性能，降低混凝土施工質(zhì)量。

（7）瀝青混凝土與過渡料碾壓設(shè)備嚴禁混用，防止造成瀝青混合料被污染，影響瀝青混凝土質(zhì)量。

（8）單層瀝青混凝土施工時原則上不允許留有接縫，如因特殊情況造成接縫，接縫位置要按緩于1∶3的坡比成坡，下一次施工連接時，要提前對接縫進行烘烤，達70℃以上后再進行鋪料碾壓連接，搭接碾壓應(yīng)在30～50 cm；上下層橫縫應(yīng)錯開2 m以上。

（9）加強瀝青混合料排氣，防止瀝青混凝土內(nèi)部產(chǎn)生氣泡或表面浮油浸入，造成瀝青混凝土容重偏小和孔隙率增大、表面缺油產(chǎn)生麻點，影響瀝青混凝質(zhì)量。

7 瀝青混凝土層面接合

（1）對于因故停工，停歇時間過長，表面要用苫布進行整體覆蓋，下一次鋪筑前要對瀝青混凝土層面進行清理，先用高壓風(fēng)處理干凈，或用高壓水沖洗干凈再對表面烘干，表面粘附物要用小木鏟、鋼毛刷或抹布清除。

（2）瀝青混凝土繼續(xù)鋪筑時，表面溫度保證在70℃以上后方可鋪筑瀝青混合料，間隔時間較長的層面可均勻噴涂1層稀釋瀝青，待稀釋瀝青干涸后再繼續(xù)施工。

（3）瀝青混凝土心墻鉆孔取芯后留下的孔洞應(yīng)及時回填，回填時用管式紅外線加熱器將孔壁烘干并加熱使瀝青混凝土表面溫度達到70℃以上。

8 冬雨季施工保證

在冬雨季或有雨時原則上不進行瀝青混凝土心墻施工，采取的防雨措施也只適合突遇小雨時的應(yīng)急措施，所以施工期間盡量避開雨季和雨天、低溫季節(jié)施工，雨天及低溫季節(jié)施工對瀝青混凝土的施工質(zhì)量難以保證。雨季碾壓瀝青混凝土心墻施工中運輸汽車、卸料鋪筑和碾壓過程要有防雨措施，防止受料時雨水進入料斗。

低溫季節(jié)施工瀝青混凝土心墻時，要搭設(shè)暖棚，采用電熱爐（或其他供熱設(shè)施）進行供暖，一般環(huán)境溫度控制在10～15℃，瀝青拌和系統(tǒng)、運輸設(shè)備均采用相應(yīng)的保溫措施，保證瀝青混合料入倉溫度控制在165～170℃，初碾溫度控制在160～165℃，由于氣溫低，初碾溫度宜按上限控制，終碾溫度不得低于135℃；瀝青混合料攤鋪完后盡快完成碾壓程序，避免表層瀝青混合料溫度過低時進行碾壓造成施工裂紋。

9 瀝青混凝土取樣試驗

現(xiàn)場經(jīng)過對瀝青混凝土心墻取小樣和大樣進行檢測，最大密度及孔隙率、滲透系數(shù)、小梁彎曲及靜三軸試驗結(jié)果均滿足設(shè)計及規(guī)范要求，各種檢測數(shù)據(jù)詳見表7、8。

表7 最大密度及孔隙率、滲透系數(shù)試驗平均值統(tǒng)計表

10 結(jié)語

瀝青混凝土心墻做為新型壩體防滲墻體，施工質(zhì)量尤其重要，因此在施工過程中嚴格控制各工序質(zhì)量是保證瀝青混凝土心墻質(zhì)量的關(guān)鍵，只有每個工序和過程環(huán)節(jié)得到良好控制，最終才能保證瀝青混凝土心墻質(zhì)量，才能保證壩體防滲安全、穩(wěn)定，才能使整個擋水建筑物運行穩(wěn)定。

表8 小梁彎曲及靜三軸試驗結(jié)果平均值統(tǒng)計表

王騰飛 男 高級工程師 中水北方勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司 天津 300222

左鳳霞 女 高級工程師 中水北方勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司 天津 300222

朱金成 男 助理工程師 中水北方勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司 天津 300222

TV523

B

1007-6980（2015）03-0008-04

2015-07-01）